LMS Technologies Vietnam

Hệ Thống Siêu Âm Nghiên Cứu

Phần Mềm VANTAGE

Hệ thống siêu âm nghiên cứu Vantage là một nền tảng mạnh mẽ và linh hoạt để phát triển các công nghệ siêu âm mới cho siêu âm y sinh, khoa học vật liệu/đánh giá không phá hủy và nhiều ứng dụng khác trong nghiên cứu và phát triển.

Hãy cùng tìm hiểu một số ưu điểm kỹ thuật nổi bật của phần mềm Vantage thông qua cuộc phỏng vấn ngắn cùng Tiến sĩ Ron Daigle. Ông là nhà sáng lập và CTO của Verasonics, với hơn 30 năm kinh nghiệm trong nghiên cứu và phát triển lĩnh vực siêu âm, tác giá cảu 32 ấn phẩm về siêu âm và là nhà phát minh được vinh danh với hơn 10 bằng sáng chế.

Để biết thêm thông tin, vui lòng truy cập:
  • Q: Bạn có thể chia sẻ về những ưu điểm chính của phần mềm Vantage là gì?

    A: Tiến sĩ Daigle – Phần mềm Vantage cung cấp cho người dùng toàn quyền kiểm soát tất cả các thành phần của hệ thống siêu âm. Điều này cho phép người dùng thử nghiệm các dạng sóng truyền tùy chỉnh, trình tự quét độc đáo và phương pháp xử lý mới. Phần mềm này cho phép người dùng lập trình một hệ thống siêu âm ảo giúp trừu tượng hóa hoàn toàn các thành phần phần cứng và phần mềm thành các đối tượng có thuộc tính được chỉ định dễ dàng. Và khi họ trở nên quen thuộc với giao diện lập trình Verasonics dựa trên MATLAB®, người dùng có thể nhanh chóng thực hiện ý tưởng của họ về các phương thức siêu âm mới.

  • Q: Tại sao Verasonics chọn MATLAB làm giao diện điều khiển hệ thống Vantage?

    A: Tiến sĩ Daigle – MATLAB là ngôn ngữ cấp cao được sử dụng để lập trình trình tự và xử lý hình ảnh và tín hiệu do người dùng lập trình. MATLAB được chọn dựa trên việc nó được sử dụng rộng rãi trong các tổ chức học thuật và phòng thí nghiệm nghiên cứu của họ, cũng như tập hợp các chức năng tích hợp phong phú của nó để xử lý dữ liệu, hiển thị hình ảnh và phát triển giao diện người dùng. Ngoài ra, các chức năng được mã hóa bằng các ngôn ngữ khác như Java, .NET, Fortran, C và C++ có thể dễ dàng tích hợp với MATLAB để bổ sung cho môi trường xử lý.

  • Q: Việc sử dụng MATLAB có làm chậm tốc độ thu thập và xử lý dữ liệu siêu âm không?

    A: Tiến sĩ Daigle: Ngôn ngữ MATLAB chỉ được sử dụng để xác định trình tự lập trình của hệ thống Vantage và để điều khiển giao diện người dùng. Việc thu thập dữ liệu siêu âm được điều khiển bởi một trình sắp xếp thứ tự phần cứng hoạt động hoàn toàn độc lập với phần mềm để xác định thời gian xác định của các sự kiện thu thập. Tất cả các chức năng xử lý phần mềm do Verasonics cung cấp đều được lập trình bằng C hoặc C++ để tăng tốc độ thực thi và được tích hợp vào một hàm MEX (Chức năng xử lý bên ngoài MATLAB) được gọi khi bắt đầu thực hiện trình tự. Trong môi trường C, quá trình xử lý được tối ưu hóa cao bằng cách sử dụng nhiều luồng thực thi và hướng dẫn vectơ SIMD (Single Instruction Multiple Data), cho phép tái tạo hình ảnh phần mềm theo thời gian thực, xử lý Doppler và xử lý hiển thị hình ảnh. Môi trường lập trình MATLAB chỉ được nhập lại khi có những thay đổi trong lập trình hệ thống hoặc thực thi các chức năng xử lý do người dùng cung cấp (nếu muốn cũng có thể được mã hóa bằng C hoặc các ngôn ngữ được hỗ trợ khác).

  • Q: Chúng tôi có thể lập trình hệ thống bằng C hoặc C++ không?

    A: Tiến sĩ Daigle: Đối với lập trình trình tự, tập lệnh MATLAB để xác định các đối tượng trình tự là mô hình duy nhất được hỗ trợ cho người dùng Vantage. Đối với các chức năng xử lý người dùng hoạt động trên dữ liệu thu được, việc lập trình có thể được thực hiện bằng C hoặc C++ và được gọi là các chức năng xử lý bên ngoài được gọi bởi các sự kiện chuỗi.

  • Q: Tôi có thể sử dụng một chương trình khác như PYTHON hoặc LabView để điều khiển hệ thống Vantage không?

    A: Tiến sĩ Daigle: Bất kỳ chương trình nào tương thích và tích hợp với MATLAB để cho phép gọi các hàm MATLAB đều có thể được sử dụng để điều khiển hệ thống Vantage. MathWorks cung cấp API (Giao diện lập trình ứng dụng) cho Python cho phép Python gọi MATLAB làm công cụ tính toán. Trang web hỗ trợ MathWorks có một số ví dụ về cách sử dụng MATLAB với LabView.

  • Q: Những thông số và chức năng Vantage nào để thu thập dữ liệu có thể được kiểm soát bằng phần mềm?

    A: Tiến sĩ Daigle: Phần mềm Vantage cung cấp cho người dùng toàn quyền kiểm soát tất cả các tham số thu thập dữ liệu truyền và nhận, bao gồm tạo dạng sóng truyền, đặc tính bộ khuếch đại nhận, tốc độ lấy mẫu A/D, lọc sau bộ số hóa và điều hòa tín hiệu.

  • Q: Hệ thống Vantage có cho phép truy cập dữ liệu trước khi tạo chùm tia không?

    A: Tiến sĩ Daigle: Có – dữ liệu kỹ thuật số từ tất cả các kênh nhận được lưu trữ trong bộ nhớ máy chủ và có thể được truy cập bằng các chức năng do người dùng cung cấp.

  • Q: Nếu tôi thu thập dữ liệu bằng hệ thống Vantage, nhưng muốn xử lý dữ liệu đó bằng phần mềm và chương trình xử lý tín hiệu của riêng tôi, tôi có thể làm điều đó không?

    A: Tiến sĩ Daigle: Có – như đã đề cập trước đó, người dùng có thể viết các hàm xử lý của riêng họ bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau có thể được gọi tại các điểm xác định trong chuỗi sự kiện và truy cập dữ liệu đã thu được hoặc được xử lý một phần.

  • Q: Phần mềm Tái tạo hình ảnh Vantage bao gồm những khả năng nào?

    A: Tiến sĩ Daigle: Phần mềm tái tạo Vantage tính toán giá trị tín hiệu tiếng vang phức tạp tại các điểm trong môi trường được tạo bởi đầu dò. Giá trị tín hiệu đại diện cho tiếng vang trở lại của dạng sóng truyền từ điểm phương tiện, được nhận và hội tụ bởi khẩu độ của các phần tử nhận. Nhiều lần mua lại có thể được xử lý và kết hợp cho các ứng dụng khẩu độ tổng hợp hoặc cho tần số hoặc ghép không gian. Các vùng hình học trong phương tiện có thể được xác định để hạn chế xử lý ở các vị trí không gian cụ thể. Xem bảng dữ liệu Tùy chọn tái tạo hình ảnh của Verasonics.

  • Q: Nếu tôi lấy dữ liệu siêu âm từ một nguồn khác, tôi có thể xử lý dữ liệu đó bằng phần mềm tái tạo Vantage không?

    A: Tiến sĩ Daigle: Điều này có thể thực hiện được với định dạng dữ liệu siêu âm phù hợp. Định dạng sẽ cần giống với định dạng của dữ liệu thu được thu được bằng cách sử dụng chương trình tuần tự được viết cho hệ thống Vantage. Nói cách khác, dữ liệu kênh riêng lẻ được lấy mẫu ở tốc độ và độ dài được xác định theo trình tự có thể được lưu trữ trong bộ đệm nhận của phần mềm Vantage và được tải vào phần mềm hệ thống để xử lý.

  • Q: Vui lòng mô tả các tài liệu được cung cấp cho khách hàng.

    A: Tiến sĩ Daigle: Phần mềm Vantage được ghi lại rộng rãi. Tài liệu chính để lập trình hệ thống bao gồm Sổ tay lập trình tuần tự và Hướng dẫn lập trình tuần tự. Một Hướng dẫn sử dụng riêng biệt chi tiết thiết lập và vận hành hệ thống, cùng nhiều tài liệu khác mô tả các công cụ và tính năng độc đáo của phần mềm. Phần lớn, người dùng có thể truy cập chúng khi họ tải xuống phần mềm của chúng tôi.

  • Q: Bạn có bao gồm bất kỳ chương trình mẫu nào để giúp người dùng mới bắt đầu không?

    A: Tiến sĩ Daigle: Hơn 700 tập lệnh ví dụ được cung cấp cùng với phần mềm để lập trình các loại đầu dò khác nhau cho nhiều phương pháp quét khác nhau. Nhiều đầu dò có tập lệnh mẫu chất lượng hình ảnh cao có thể được sử dụng để thu được hình ảnh chất lượng chẩn đoán. Tất cả các ví dụ này có thể được sử dụng như được cung cấp hoặc có thể được người dùng sửa đổi để phát triển các kỹ thuật mới.

  • Q: Dễ dàng sửa đổi phần mềm như thế nào để cho phép các ứng dụng mới và các yêu cầu độc đáo?

    A: Tiến sĩ Daigle: Phần mềm Vantage cho phép kiểm soát hoàn toàn tất cả các khía cạnh của hệ thống siêu âm. Có một đường cong học tập để lập trình hệ thống, dễ dàng quản lý hơn bởi người nào đó quen thuộc với ngôn ngữ MATLAB, hoạt động của hệ thống siêu âm và cách tín hiệu từ đầu dò được thu nhận và xử lý. Cách tiếp cận hướng đối tượng để lập trình rút ngắn đáng kể đường cong học tập này, cho phép người dùng tập trung vào các đặc tính xử lý mong muốn, hơn là vào các chi tiết lập trình của phần cứng và phần mềm. Ngoài ra, một số công cụ phần mềm được viết bằng MATLAB được cung cấp để giúp nhà phát triển phân tích các tập lệnh điều khiển thu thập dữ liệu của họ và để trực quan hóa các dạng sóng truyền được lập trình, các mẫu chùm tia và dữ liệu thu được.

  • Q: Nếu tôi muốn thương mại hóa ứng dụng của mình, tôi có thể làm như vậy mà không cần MATLAB không?

    A: Tiến sĩ Daigle: Một số nhà nghiên cứu đã phát triển các ứng dụng đột phá bằng cách sử dụng Vantage và thương mại hóa chúng. Verasonics cấp phép công nghệ của mình cho các công ty, cả lớn và nhỏ, để sử dụng trong các sản phẩm thương mại của họ. Chúng tôi đã thực hiện một số cải tiến để giúp những người được cấp phép của chúng tôi dễ dàng thay thế giao diện MATLAB bằng giao diện người dùng đồ họa của riêng họ để giao tiếp với phần mềm cấp thấp hơn của chúng tôi. Các nhà nghiên cứu khác đã chuyển các ứng dụng của họ để sử dụng trên các hệ thống siêu âm khác.